Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2007. / Titre de l'écran-titre (visionné le 5 mai 2008). Bibliogr.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2006. / Bibliogr.: f. [43]-50. Publié aussi en version électronique.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Les coproduits de crabe des neiges (Chionoecetes opilio) riches en chitine sont majoritairement utilisés dans le compost. Toutefois, ils sont aussi riches en biomolécules actives tels les peptides antibactériens notamment générés par une hydrolyse enzymatique. Cependant, l’origine et la localisation de ces peptides dans les coproduits de C. opilio n’ont pas encore été élucidées. Diverses matrices composant les coproduits de C. opilio ont été isolées puis hydrolysées avec le mélange d’enzymes commerciales Protamex®. Chaque hydrolysat des différentes matrices a été fractionné en utilisant une colonne de chromatographie d’interactions hydrophobes de type Sep-pack C18 et l’activité antibactérienne a été vérifiée contre trois souches bactériennes indicatrices : Escherichia coli ATCC 25922, Listeria innocua HPB13 et Vibrio parahemolyticus ATCC 17802. Une activité antibactérienne contre Listeria innocua HPB13 a été décelée dans un extrait peptidique provenant de l’hépatopancréas. L’analyse en chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse en tandem (LC-MS/MS) a permis d’identifier quatre peptides ayant des homologies supérieures à 80% avec des peptides antibactériens connus. Parmi ces peptides (Odorranain-C7, YFGAP : Yellowfin tuna GAPDH-related antimicrobial peptide, crustine, peptide antibactérien prédit), la crustine est le seul peptide provenant des crustacés retrouvé majoritairement dans l’hémolymphe, mais n’a jamais été identifié chez C. opilio. L’extraction protéique de l’hémolymphe de C. opilio, suivie par une purification en chromatographie liquide des protéines à basses pressions (FPLC) et une migration protéique par électrophorèse sur gel de polyacrylamide en conditions dénaturantes (SDS-PAGE), a permis de visualiser des bandes de protéines correspondant à la taille moyenne de la crustine. L’analyse en spectrométrie de masse d’ionisation par électronébulisation (ESI-MS/MS) a permis d’identifier un peptide ayant une homologie avec la crustine qui était supérieure à 80 %. Ces analyses ont été complétées par une amplification du gène codant pour la crustine avec plusieurs combinaisons d’amorces suivie par un séquençage. Les résultats obtenus ont permis de confirmer la présence d’une activité antibactérienne provenant de l’hépatopancréas de C. opilio et d’identifier une homologie avec le peptide antibactérien apparenté à la crustine. Le résultat obtenu à partir du SDS-PAGE suggère aussi la présence de ce peptide dans l’hémolymphe de C. opilio contrairement aux résultats, moins concluants, de l’amplification du gène codant pour la crustine. De nouvelles stratégies d’amplification seraient nécessaires pour confirmer les résultats obtenus en biochimie / Snow crab (Chionoecetes opilio) by-products rich in chitin are mainly used in compost. However, they are also rich in active biomolecules such as antibacterial peptides that could be generated by enzymatic hydrolysis. However, the origin and location of these peptides from C. opilio by-products have not been elucidated yet. Various matrices constituting C. opilio by-products were isolated and then hydrolyzed with the commercial enzyme mixture Protamex®. Each hydrolysate of the different matrices was fractionated using a hydrophobic interaction Sep-pack C18 column and the antibacterial activity was verified against three indicative strains: Escherichia coli ATCC 25922, Listeria innocua HPB13 and Vibrio parahemolyticus ATCC 17802. Antibacterial activity was detected from the hepatopancreas’ peptide extract against Listeria innocua HPB13 only. Liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry (LCMS/MS) analysis has allowed identifying four peptide fractions with homologies greater than 80% with known antibacterial peptides (Odorranain-C7, YFGAP: Yellowfin tuna GAPDHrelated antimicrobial peptide, crustin, predicted antibacterial peptide). Among these peptides, crustin is the only peptide derived from crustaceans found mainly in the haemolymph, but not identified in C. opilio. Protein extraction from the C. opilio hemolymph, followed by Fast Protein Liquid Chromatography (FPLC) purification and protein migration on denaturing polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE), allowed visualizing bands associated with proteins having the average size of crustin. Electrospray ionization tandem mass spectrometry (ESI-MS/MS) analysis allowed identifying a peptide with homology greater than 80% with crustin. Complementary analyzes were performed by amplification of the gene coding for crustin with several combinations of primers followed by sequencing. The results confirmed the presence of an antibacterial activity from C. opilio hepatopancreas and allowed identifying a homology with the crustin-like antibacterial peptide. The SDS-PAGE results also suggest the presence of this peptide in the hemolymph of C. opilio contrary to the gene coding for crustin amplification, which were less conclusive. Further amplification strategies would be needed to confirm the results obtained from biochemistry.

Thèse en cotutelle, Université Laval, Québec et Université de Montpellier 2, Montpellier, France / Chez les espèces longévives, une relation inverse entre la variabilité des paramètres démographiques et leur élasticité (i.e. la contribution relative du paramètre au taux de croissance de la population) semble exister. La théorie de la canalisation environnementale permet d’expliquer une telle relation. Les paramètres ayant la plus haute élasticité auraient évolué de façon à être moins variable face aux variations environnementales afin d’optimiser la fitness individuelle et ainsi maximiser la croissance de la population. Afin de tester l’existence d’une telle hypothèse chez une espèce, il est nécessaire d’estimer les paramètres démographiques ainsi que leur contribution relative au taux de croissance. À l’aide des modèles les plus récents de capture-marquage-recapture, nous avons donc estimé les paramètres de survie juvénile et de reproduction chez la grande oie des neiges pour les comparer au taux de survie adulte, paramètre le plus élastique. Notre étude a montré que les paramètres de survie juvéniles et de probabilité de nicher étaient très variables, tel qu’attendu. Le taux de survie juvénile dépend des conditions environnementales, avec notamment un fort effet du parasitisme. En vermifugeant des individus, nous avons trouvé un effet négatif des parasites intestinaux sur la survie des oies juvéniles femelles mais pas sur celle des mâles, ce qui s’explique probablement par une différence d’investissement dans le système immunitaire en fonction du sexe chez les individus en croissance. La probabilité de nicher est aussi dépendante des conditions environnementales mais notre étude a également révélé l’existence de coûts associés à la reproduction. En effet, la probabilité de nicher l’année suivante était fortement réduite suite à une reproduction avec succès comparé aux individus qui avaient eu un échec. Par contre, parmi les individus qui nichent, ceux qui avaient du succès l’année précédente avaient plus de chance d’avoir à nouveau du succès l’année suivante que ceux qui avaient eu un échec, ce qui suggère une hétérogénéité dans la qualité des individus. En parallèle de ces estimations, nous avons montré que le taux de survie adulte était constant au cours du temps et indépendant du statut reproducteur l’année précédente. Finalement, nous avons également trouvé que la survie adulte ne différait pas entre 2 colonies situés à 800 km de distance dans l’Arctique canadien, ce qui suggère une faible variabilité spatiale pour ce paramètre démographique. Notre étude a donc démontré la faible variabilité temporelle et spatiale du paramètre démographique le plus important pour le taux de croissance de la population, contrairement aux autres paramètres qui montrent une forte variabilité chez la grande oie des neiges. Notre étude permet donc d’appuyer la théorie de la canalisation environnementale des paramètres démographiques chez les espèces longévives. / In long-lived species, an inverse relationship apparently exists between variability of demographic parameters and their elasticity (i.e. the relative contribution of a given parameter to the population growth rate). The environmental canalization theory has been proposed to explain such a relationship. Demographic parameters with the highest elasticity should have evolved in a way that reduces their variability in presence of environmental variations in order to optimize individual fitness and hence to maximize the population growth rate. To test this hypothesis in a given species, demographic parameters and their elasticity need to be accurately estimated. Using advanced capture-mark-recapture models, we estimated juvenile survival and breeding probabilities in the greater snow goose and we compared their variability to adult survival, the parameter with the highest elasticity. Our study showed that both juvenile survival rate and breeding propensity were highly variable, as expected. The juvenile survival probability varied in response to environmental conditions, with a strong impact of parasitism. An anthelmintic drug treatment applied to juveniles revealed a negative effect of intestinal parasites on survival of juvenile females but not males, which could be explained by a sex-differential investment in the immune system in growing individuals. We found that the breeding propensity also varied with environmental conditions but we also found some evidence for costs of reproduction. Breeding propensity in the following year was greatly reduced after a successful reproduction compared to birds that had a failed attempt. However, among birds that bred, those that had a success the year before were more likely to be successful again the following year than those that had failed, which suggests heterogeneity in individual quality. In those studies, we showed that adult survival was constant over time and independent of the breeding status the year before. Finally, we also found that adult survival did not differ between 2 breeding colonies distant of 800 km in the Canadian Arctic, which suggests a low spatial variability for this demographic parameter. We thus demonstrated a low temporal and spatial variability in the most important demographic parameter for population growth, which contrasts with the high variability of other parameters in the greater snow goose. Our study supports the environmental canalization theory as applied to demographic parameters in long-lived species.

Les organismes vivants font continuellement face à différentes perturbations. Les effets découlant de celles-ci peuvent se manifester dans l'immédiat, ou encore se manifester plus tard au cours du cycle annuel de l'individu. Ces effets prenant origine de l'expérience passée d'un individu se nomment les effets reportés. Avec les changements globaux causés par l'humain, les perturbations et les effets reportés en découlant, sont amenés à augmenter en fréquence et en amplitude. L'objectif de ce mémoire est d'investiguer, chez une espèce migratrice longévive, la grande oie des neiges (Anser caerulescens atlanticus), les mécanismes sous-jacents aux effets reportés observés sur la reproduction résultant de deux types de perturbations rencontrées en migration. Dans un premier temps, nous avons simulé une perturbation aiguë en migration et avons observé les conséquences sur les décisions de reproduction des individus. Par la suite, nous avons comparé la phénologie de migration et de reproduction des oies au cours des 26 dernières années et avons testé l'effet de différents facteurs environnementaux sur ces paramètres phénologiques. Nos résultats indiquent que les oies sont capables de pallier les effets des deux types de perturbation en migration en modulant leurs décisions de migration et de reproduction selon les conditions environnementales qu'elles rencontrent. Ce mémoire révèle différents mécanismes qu'utilise une espèce longévive pour répondre à de multiples perturbations environnementales. / Living organisms constantly face different perturbations. The effects occurring from those perturbations can manifest themselves immediately, or only surface later in the individual's life cycle. These effects originating from the past experiences of an individual are called carry-over effects. With global changes brought by humans, perturbations and their effects, are believed to become more intense and frequent. The objective of this thesis is to investigate, on a long-lived migratory species, the greater snow goose (Anser caerulescens atlanticus), the mechanisms underlying the carry-over effects on the reproduction of two types of perturbation encountered in migration. Firstly, we simulated an acute perturbation in migration and observed the consequences on the individuals' reproductive decisions. Secondly, we compared the migration and reproduction phenology of snow geese over the last 26 years and tested for the effect of different environmental factors on these phenology parameters. Our results indicate that geese are able to mitigate the effects of both types of perturbation in migration by modulating their migration and reproduction decisions with the environmental conditions they encounter. This thesis reveals different mechanisms a long-lived species uses to respond to multiple environmental perturbations.

Les populations animales peuvent parfois échapper aux mécanismes naturels de régulation, souvent à la suite d'actions humaines, entrainant ainsi leur surabondance. Ceci peut mener à une surexploitation des ressources et causer d'importants dommages aux écosystèmes qui abritent ces espèces. Dans certains cas, la chasse sportive peut s'avérer un outil efficace pour contrôler les populations surabondantes, mais pour avoir du succès, il faut bien comprendre les mécanismes par lesquels cette activité affecte leur démographie. La grande oie des neiges (*Anser caerulescens atlanticus*) est un modèle idéal pour explorer ces questions car c'est une espèce longévive, surabondante, chassée, et pour laquelle on dispose d'un suivi démographique à long terme. Pour éviter des dommages irréversibles à son habitat arctique, on a libéralisé les règlements de chasse pour cette espèce en instaurant des saisons de chasse spéciales au printemps au Canada en 1999 et à l'hiver aux États-Unis en 2009. Ces manipulations à grande échelle constituent un design quasi-expérimental unique pour étudier les impacts de la chasse sur les paramètres démographiques d'une population, et comment ceux-ci peuvent varier en fonction des moments dans le cycle annuel où l'on pratique cette activité. À l'aide de ce modèle d'étude, ma thèse, vise à (1) quantifier les impacts de la chasse sportive durant la migration printanière sur le comportement et la condition physique prénuptiale des oies, un important déterminant de la reproduction, (2) évaluer la présence d'interactions possibles entre les contraintes physiologiques imposées par la chasse et le marquage des oiseaux à l'aide de marqueurs auxiliaires dans leurs effets sur la survie des oies, (3) caractériser l'impact des changements de règlements de chasse des 20 dernières années sur la survie annuelle et saisonnière des adultes et (4) comparer l'impact des conditions environnementales estivales et de la chasse sur la survie des juvéniles. Pour ce faire, j'utilise les données de capture-marquage-recapture récoltées depuis 30 ans sur la halte migratoire printanière au Québec et sur la colonie de l'Île Bylot au Nunavut. Mes travaux montrent que la saison de chasse printanière affecte la condition physique prénuptiale des oies depuis son instauration en 1999, un effet relié à l'intensité de chasse. Les oies semblent également ajuster leur prise de risque en modulant l'utilisation de ressources profitables mais à haut risque (champs agricoles) en fonction de leur condition physique. Ensuite, mes résultats révèlent que l'augmentation de l'intensité de la chasse amenée par les changements de réglementation et le marquage avec colliers sont deux sources de stress qui ont un effet synergique négatif sur la survie des oies adultes. À l'échelle saisonnière, les changements de règlements de chasse ont causé une diminution de la survie des oies durant les saisons où ils ont été instaurés. Cependant, mes résultats révèlent également une compensation de la mortalité due à la chasse entre deux saisons consécutives, un phénomène qui demeurait jusqu'ici inconnu. Cette compensation est probablement due à une vulnérabilité différentielle à la chasse dans la population plutôt qu'à des effets dépendants de la densité tel que fréquemment observé. Par contre, les conditions environnementales liées à la phénologie durant le développement des jeunes en Arctique sont le principal déterminant de leur survie la première année alors que les changements réglementaires de chasse ont eu peu d'impacts. Ma thèse permet d'expliquer le succès de la chasse comme outil de gestion pour contrôler la population de la grande oie des neiges, mais souligne également les limites de ces mesures. En effet, mes résultats fournissent plusieurs indices que les oies ont adapté leur comportement, ce qui leur permet de compenser au moins partiellement les effets négatifs de l'augmentation de la chasse sur leur survie. Cette adaptation a permis d'atténuer l'impact négatif des actions humaines sur le paramètre démographique ayant le plus fort potentiel d'affecter la dynamique de population tel que prédit par la théorie de la canalisation environnementale. / Animal populations can sometimes escape natural regulation mechanisms, often as a result of human action, leading to their overabundance. This can lead to overexploitation of resources and cause significant damage to the ecosystems that harbor these populations. In some cases, sport hunting can be an effective tool for controlling overabundant populations, but to be successful, one must understand the mechanisms by which this activity affects their demography. The greater snow goose (*Anser caerulescens atlanticus*) is an ideal model for exploring these issues, as it is a long-lived, overabundant, hunted species, and for which long-term demographic monitoring is available. To avoid irreversible damage to their Arctic habitat, hunting regulations for this species were liberalized by introducing a special spring hunting season in Canada in 1999 and in winter in the USA in 2009. These large-scale manipulations provide a unique, quasi-experimental design for studying the impacts of hunting on the demographic parameters of a population, and how they may vary based on the timing of the annual cycle when hunting takes place. Using this study model, my thesis aims to (1) quantify the impact of sport hunting during spring migration on the behavior and pre-breeding body condition of geese, an important determinant of reproduction, (2) assess the presence of possible interactions between the physiological constraints imposed by hunting and marking with auxiliary markers in their effects on survival, (3) characterize the impact of changes in hunting regulations over the past 20 years on the annual and seasonal survival of adults, and (4) compare the impact of summer environmental conditions and hunting on juvenile survival. To do this, I use capture-mark-recapture data collected over the past 30 years on the spring staging area in Quebec and on the Bylot Island colony in Nunavut. My work shows that the spring hunting season has affected the pre-breeding body condition of geese since its inception in 1999, an effect related to hunting intensity. Geese also seem to adjust their risk-taking behavior by modulating the use of profitable but high-risk resources (agricultural fields) based on their body condition. Secondly, my results reveal that increased hunting intensity brought by regulatory changes and collar marking results are two sources of stress that had a negative synergistic effect on adult survival. On a seasonal scale, changes in hunting regulations caused a decrease in goose survival during the seasons when they were introduced. However, my results also reveal a compensation of hunting mortalities between two consecutive seasons, a phenomenon that was not previously described. This compensation is probably due to differential vulnerability to hunting within the population, rather than to density-dependent effects as frequently reported. On the other hand, environmental conditions in the Arctic related to plant phenology during the early development of juveniles are the main determinant of survival in the first year, while changes in hunting regulations had little impact. My thesis helps explain the success of hunting as a management tool to control the greater snow goose population, but also highlights the limits of these measures. Indeed, my results provide several indications that geese have adapted their behavior, enabling them to at least partially compensate for the negative effects of increased hunting on their survival. This adaptation has allowed mitigating the negative impact of human actions on the demographic parameter with the greatest potential to affect population growth, as predicted by the theory of environmental canalization.

La migration est un processus écologique permettant aux individus d’exploiter des habitats où les ressources alimentaires et les conditions environnementales fluctuent de façon saisonnière. Certaines espèces présentent une étonnante variabilité et imprévisibilité dans leurs comportements migratoires, notamment les migrateurs facultatifs. L’objectif général de cette thèse est de mieux comprendre l’écologie des espèces migratrices dont les déplacements sont imprévisibles durant la période hivernale et peuvent influencer la reproduction subséquente. Mon projet s’est penché sur le harfang des neiges, un prédateur aviaire considéré comme un migrateur nomade et irruptif (i.e. effectuant des migrations massives périodiquement). Les objectifs spécifiques étaient de déterminer la variabilité interindividuelle dans les mouvements, l’utilisation de l’habitat, la fidélité au site d’hivernage et la contribution de proies provenant de différents habitats au régime alimentaire du harfang en hiver par une approche intégrant plusieurs méthodes d’analyses. Pour ce faire, 31 femelles adultes ont été suivies par télémétrie satellitaire entre 2007-2016 afin de caractériser l’utilisation de l’espace et de l’habitat, et d’évaluer l’impact de différents facteurs environnementaux sur ceux-ci. L’analyse d’isotopes stables (¹³C et ¹⁵N) dans les plumes récoltées sur des individus pendant l’été a été utilisée pour mesurer la contribution des habitats terrestres et marins au régime alimentaire hivernal. Finalement, des données citoyennes sur l’abondance hivernale des harfangs issues du Christmas Bird Count, combinées à des mesures sur l’abondance des proies en été dans l’Arctique, ont permis d’apporter un éclairage nouveau sur les causes des irruptions hivernales de harfangs aux latitudes tempérées. Les suivis satellitaires ont confirmé la forte utilisation de l’Arctique et des milieux marins par le harfang en hiver. La couverture de neige et l’abondance des lemmings ont permis d’expliquer une partie de la variabilité interindividuelle dans l’utilisation de l’espace. Nous montrons aussi que les harfangs sont généralement constants d’une année à l’autre dans leur utilisation de zone latitudinale (Arctique vs milieux tempérés) et d’habitat (terrestre vs marin) durant l’hiver et qu’ils présentent une fidélité plus forte à leur site d’hivernage qu’à leur site de reproduction. Nos analyses démontrent que les irruptions hivernales périodiques dans les latitudes tempérées seraient en partie dues à un succès reproducteur élevé l’été précédent dans l’Arctique grâce à une forte abondance de nourriture. Ceci permet de déboulonner un mythe bien ancré selon lequel les espèces nordiques comme les harfangs migrent au sud en masse pendant l’hiver par manque de nourriture dans le Nord. L’analyse isotopique des plumes a confirmé que le milieu marin pouvait contribuer de façon importante au régime alimentaire du harfang en hiver. Une partie de la variabilité interindividuelle dans la contribution marine au régime alimentaire a pu être expliquée par leur utilisation de l’habitat tel que mesuré par les suivis satellitaires. Dans un contexte de changements globaux, le harfang, comme d’autres prédateurs arctiques mobiles qui connectent des écosystèmes distants, à la fois terrestres et marins, pourrait être affecté de plusieurs façons durant son cycle annuel. Les travaux de cette thèse contribuent à améliorer nos connaissances sur l’écologie des migrateurs facultatifs, en particulier chez les espèces aux mouvements imprévisibles. L’étude contribue également à améliorer notre compréhension des interactions entre les différentes périodes du cycle annuel des espèces migratrices et des liens entre écosystèmes qui sont générés par le mouvement des prédateurs. / Migration is an ecological process allowing individuals to exploit habitats where food resources and environmental conditions fluctuate seasonally. Some species have highly variable and unpredictable migratory behaviours, and especially facultative migrants. The general aim of this thesis is to better understand the wintering ecology of migratory species with unpredictable movement patterns during winter, which may affect their subsequent breeding. My project focused on the snowy owl, an avian predator considered both a nomadic and irruptive migrant. The specific objectives consisted in determining the interindividual variability in movements, habitat use, wintering site fidelity and contribution of prey from different habitats to their diet in winter through an approach integrating multiple analytical methods. To achieve this, 31 adult females were tracked by satellite telemetry between 2007-2016 to characterise space and habitat use and evaluate the impact of some environmental factors on them. Stable isotope analyses (¹³C et ¹⁵N) of feathers sampled on snowy owls in summer were used to estimate the contribution of marine and terrestrial habitats to their winter diet. Finally, citizen-based data on winter abundance of snowy owls from Christmas Bird Count coupled with estimates of summer prey abundance in the Arctic allowed to shed new lights on the causes of snowy owls’ winter irruptions at temperate latitudes. Satellite tracking confirmed the extensive use of the Arctic and marine environments by wintering snowy owls. Snow cover and lemming abundance could explain part of the interindividual variability in space use. We also show that snowy owls were generally consistent from one year to the next in their use of latitudinal zones (Arctic vs temperate areas) and habitats (terrestrial vs marine) in winter and that they showed a greater fidelity to wintering than to breeding sites. Our analyses show that periodic winter irruptions at temperate latitudes are at least in part attributable to high reproductive success during the preceding summer because of an abundance of food. These results allowed us to debunk a long-standing myth about irruptive snowy owls, stating that they migrate south massively because of a lack of food in the North. Feather isotopic analyses also confirmed that the marine environment could contribute significantly to the diet of snowy owls in winter. Part of the interindividual variability in the marine contribution to the diet could be explained by the habitat use of snowy tracked by satellite telemetry. In a context of global changes, the snowy owl, as other mobile arctic predators connecting distant ecosystems, both terrestrial and marine, could be affected in multiple ways during its annual cycle. The work presented in this thesis contributes to further our knowledge of the ecology of facultative migrants, particularly in species with unpredictable movement patterns. This study also contributes to further our understanding of the interactions among different parts of the annual cycle of migrating species and the links between ecosystems generated by the movements of predators.

Le moment optimal de nidification est crucial au succès reproducteur des oiseaux nichant à de hautes latitudes. Toutefois, plusieurs migrateurs de longue distance ne réussissent pas à ajuster la phénologie de leur reproduction au réchauffement climatique sur leur aire de reproduction. Un délai dans leur reproduction pourrait résulter en un décalage entre la période optimale de disponibilité de nourriture et l’éclosion des jeunes, réduisant leur croissance et leurs chances de survie. Ma thèse vise à évaluer les effets des changements environnementaux sur les patrons saisonniers du succès reproducteur de la grande oie des neiges (Chen caerulescens atlantica), une espèce migratrice arctique. Nous avons utilisé une base de données à long terme récoltée sur une période de plus de 25 ans sur l’île de Bylot (1991–2015) dans le Haut-Arctique canadien. Nous avons défini le succès reproducteur comme étant le nombre de jeunes survivant jusqu’à l’âge de 1 an. Nous avons étudié des changements temporels dans la date de ponte et six composantes du succès reproducteur à travers la saison de reproduction. La taille de ponte, le succès de nidification, la survie des œufs, le succès à l’éclosion, la survie pré-envol et la survie des jeunes ont été évalués en fonction de la phénologie de la reproduction, l’année et l’interaction de ces deux facteurs. Ces résultats ont été intégrés pour estimer les changements saisonniers dans le succès reproducteur global et pour évaluer les conséquences des décisions de nidification relatives à la taille et à la date de ponte. De plus, nous avons examiné si une vitesse de changement de température plus lente aux sites de haltes migratoires pouvait expliquer l’absence de réponse de la phénologie de la reproduction des oies au réchauffement climatique sur les aires de nidification. Globalement, les changements temporels dans les patrons saisonniers de la date de ponte et des composants du succès reproducteur ont été de d’ampleur et de direction différentes, particulièrement en ce qui concerne les nids initiés hâtivement et tardivement en saison. Le déclin saisonnier dans la taille de ponte a diminué dans le temps, le succès de nidification était le plus faible chez les nicheurs hâtifs et tardifs, mais s’est accru dans le temps, et la survie post-éclosion a décliné dans le temps avec les survies les plus élevées obtenues par les nicheurs les plus hâtifs. Les effets cumulatifs des changements environnementaux sur les différentes composantes ont résulté en un déclin saisonnier plus marqué du succès reproducteur avec le temps. Nous avons aussi trouvé que la date de ponte présentant le plus fort succès reproducteur survient avant la médiane de ponte de la population, mais que cette date s’est décalée vers les nicheurs les plus hâtifs tout au long de l’étude. Finalement, le taux de réchauffement a été plus élevé sous les hautes latitudes que dans les haltes migratoires tempérées des oies des neiges. La faible corrélation dans les températures rencontrées entre les haltes migratoires successives suggère que l’oie n’arrive pas à anticiper quelles seront les conditions environnementales au moment de la ponte sur l’aire de reproduction. Cette étude contribue à démontrer comment la vitesse de changement des températures rencontrée sur les routes migratoires peut représenter une contrainte importante pour l’ajustement de la date de ponte chez les migrateurs de longue distance, et les conséquences à long terme des changements environnementaux induites par le réchauffement. Nos résultats suggèrent que la pression de sélection en faveur des nicheurs les plus hâtifs va s’intensifier avec l’augmentation du réchauffement, mais que les oies pourraient être incapables d’ajuster leur phénologie reproductive, menant à un plus grand décalage trophique ayant des conséquences négatives sur la population entière. / Optimal timing of nesting is key for the reproductive success of birds breeding at high latitudes. However, many long-distance migratory birds fail to adjust their breeding phenology to climate warming on their breeding ground. Delays in nesting may result in a trophic mismatch between the period of peak food availability and offspring hatch, reducing their growth and survival. My thesis aims to evaluate the effects of a changing environment on the seasonal patterns of reproductive success of the greater snow goose (Chen caerulescens atlantica), an arctic migrant species. We used a long-term dataset collected over a 25-year period on Bylot Island (1991–2015) in the Canadian High Arctic. We defined reproductive success as the number of young surviving to 1-year of age. We investigated temporal changes in laying date across the breeding season, as well as in six reproductive success components. Total clutch laid, nesting success, egg survival, hatching success and pre- and postfledging survival were examined in relation to timing of breeding, year and their interaction. These results were integrated to estimate seasonal changes in the overall reproductive success and to evaluate the consequences of breeding decisions regarding clutch size and laying dates. Additionally, we examined if a slower rate of temperature change at southern staging sites could explain the lack of response of the breeding phenology of geese to warming on its breeding ground. Overall, temporal changes in the seasonal patterns of laying date and reproductive success components were of different magnitude and directions, mainly in nests initiated the earliest and latest in the season. Seasonal decline in clutch size weakened over time, nesting success was lowest in early and late nests but increased over time and posthatch survival declined over time with the highest survival achieved in early nests. The cumulative effects of environmental changes on individual components resulted in a steeper seasonal decline in reproductive success over time. We also found that the laying date yielding the highest reproductive success occurs before the median laying date of the population, but shifted towards earlier breeders over the course of the study. Lastly, warming rates were stronger at high latitudes than at the temperate staging area of snow geese. The low association in temperature encountered between successive staging areas suggests that geese cannot anticipate in advance what will be the environmental conditions at laying time on the breeding site. This study contributes to demonstrate how the rate of temperature change encountered along the migratory route can be an important constraint for laying date v adjustment in long-distance migrants, and the consequences of long-term environmental changes induced by warming. Our results suggest that selection pressure for early breeding will intensify as warming increases but that geese may be unable to adjust their breeding phenology, leading to a greater trophic mismatch with negative consequences on the entire population.

Les oiseaux en mue font face à des contraintes temporelles et environnementales, surtout chez certains Anatidae parce qu’ils muent toutes leurs plumes de vol simultanément durant le court été arctique. Nous avons examiné comment ces contraintes influencent la phénologie de la mue de la grande oie des neiges ainsi que le rôle des hormones et des facteurs environnementaux dans le contrôle de la mue et de la qualité des plumes. Nous avons utilisé une base de données de plus de 20 ans afin d’examiner l’effet des conditions environnementales et de la reproduction sur la phénologie de la mue, et des hormones thyroïdiennes (T3) et de stress et de la condition physique des individus durant deux ans afin de voir leurs effets sur le déroulement de la mue et la qualité des plumes. Nos résultats mettent en évidence une plasticité phénotypique basée sur un ajustement de la vitesse de croissance des plumes plutôt que sur un avancement de la date de début de la mue lors d’années tardives. Une baisse de la vitesse de croissance des plumes vers la fin de la mue pourrait s’expliquer par une chute de T3 à ce moment. Nous montrons par ailleurs que l’intensité de la mue et la condition corporelle sont réduits par des niveaux élevées d’hormones de stress. Toutefois, la rigidité flexionnelle des plumes, un indice de leur qualité, n’était pas affectée par la condition physique ou le niveau d’hormone de stress des individus. La plasticité phénotypique de la mue permettrait d’achever le renouvellement des plumes de vol avant la fin du court été arctique, indépendamment de la phénologie de la reproduction et des conditions environnementales printanières, tout en maintenant un niveau élevé de qualité des plumes. / Molting birds are facing temporal and environmental constraints, especially in some Anatidae because they renew all their flight feathers simultaneously during the short Arctic summer. We examined how these constraints could influence the molt phenology of greater snow geese and we explored the role of hormones and environmental factors in controlling molt and feather quality. We used a 20+ year database to examine the effects of environmental conditions and reproduction on molt phenology and we measured thyroid (T3) and stress hormones and body condition of individuals for two years to examine their effects on molt and feather quality. Our results show phenotypic plasticity based on an adjustment of feather growth speed rather than on advancement of the molt initiation date during late years. A decline in feather growth rate at the end of molt could be explained by a drop in T3 at this time. We also show that high levels of stress hormones could reduce molt intensity and body condition. However, the bending stiffness of feathers, an index of their quality, was not affected by body condition or stress hormone level. The phenotypic plasticity of molt allows a complete renewal of flight feathers before the end of the short arctic summer, regardless of reproductive phenology and spring environmental conditions, while maintaining a high level of quality for feathers.